8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

1/7

Nama / NPM : Merisa Aulia / 1406531731

Kelompok / Prodi : Kelompok 3 / Teknik Kimia

Topik : Pendekatan Aliran Kalor Transien

Mata Kuliah : Perpindahan Kalor - 02

Outline : a. Pengertian Konveksi

b. Jenis Aliran Viskos dan Aliran Invisid

Pembahasan :

A.  Pengertian Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran, di mana zat perantaranya ikut

 berpindah. Jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, maka terjadilah

konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas ( udara/angin ).

Ada dua jenis konveksi yaitu konveksi paksa dan konveksi alami. Konveksi paksa ialah

 proses perpindahan kalor yang langsung di arahkan ke tujuan. Konveksi paksa menggunakan

 pompa atau blower.

Sedangkan konveksi alami ialah perpindahan kalor yang terjadi secara alami akibat

 perbedaan massa jenis antara dua benda. Molekul zat yang menerima kalor akan memuai dan

massanya jenisnya menjadi lebih ringan sehingga akan bergerak ke atas dan akan digantikan oleh

molekul zat yang ada diatasnya. peristiwa konveksi alami terjadi pada saat merebus air. Air yang

letaknya dekat dengan api akan mendapat panas sehingga molekul air akan saling bertumbukan

dan massa jenisnya lebih ringan, kemudian air akan bergerak ke atas dan digantikan oleh air

yang ada di atasnya.

Gambar 1.

Konveksi alamiah pada zat cair

Gambar 2.

Konveksi paksa pada zat gas

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

2/7

Besar kecilnya kalor yang merambat secara konveksi dapat dihitung menggunakan

 persamaan :

 

Q : kalor (Joule)

t: selang waktu yang diperlukan (s)

h = koefisien konveksi

A : luas penampang (m2)

ΔT : perbedaan temperatur (K) 

B.  Aliran Viskos dan Aliran Invisid

 

Aliran ViskosBerdasarkan gambar 1 dan 2, yaitu aliran fluida pada pelat rata, gaya viscous dijelaskan

dengan tegangan geser t diantara lapisan fluida dengan rumus:

 

dimana: m = viskositas dinamik

u = kecepatan

Gambar 3. Sketsa yang menunjukkan daerah aliran lapisan batas yang berbeda pada pelat rata.

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

3/7

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

4/7

 

Gambar 3. Profil kecepatan untuk (a) aliran laminar di dalam pipa dan (b) aliran turbulen di

dalam pipa.

Angka Reynold untuk daerah transisi bergantung pada kekasaran pipa dan kehalusan aliran.Umumnya kisaran untuk daerah transisi adalah

2000 < Red < 4000

Persamaan kontinuitas untuk aliran satu dimensi di dalam pipa adalah:

dimana: m = laju massa aliran

um = kecepatan rata-rata A = luas penampang

Kecepatan massa didefinisikan sebagai:

G = m/A = ρum

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

5/7

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

6/7

  Wk = kerja luar neto yang dilakukan pada proses tersebut

V = volume spesifik fluida

Untuk menghitung penurunan tekanan pada aliran kompresibel, persamaan keadaan fluida itu

harus ditentukan, yaitu untuk gas ideal :

 Hubungan dengan konstanta gas universal (R’) 

 Di mana : M = Berat Molekul

R’ = 8314,5 J/kg.mol.K  

R udara = 287 J/Kg.K

Cpudara = 1,005 kJ/kg.oC

Cvudara = 0,718 kJ/kg.oC

Aliran adiabatic reversible melalui nosel dengan rumus yang menghubungkan sifat-sifatnya pada

suatu titik dalam aliran tersebut dengan angka Mach dan sifat-sifat stagnasi (kecepatan adalah 0):

 

 

(

 

)

 

(

 

)

 

Di mana : To, Po, ρo = sifat-sifat stagnasi

 M = angka Mach

 a ialah kecepatan local bunyi, yang dapat dihitung dari :

   

Untuk udara yang bersifat sebagai gas ideal persamaan tersebut diciutkan menjadi :

√  m/s

8/18/2019 Ltm 3 Konveksi

7/7

Daftar Pustaka

Holman, J.P. 1987. Heat Transfer. New York : Mc Graw Hill

Incropera, F.P., and Dewitt, D.P. 2002.  Fundamentals of Heat and Mass Transfer . New Jersey :

John Wiley & Sons, Inc.